Концепция на художник за световете TRAPPIST-1, базирана на наличните данни за характеристиките на планетите.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech)
Най-голямата от световете в системата на седем планети TRAPPIST-1 може да се похвали с атмосфера, която се е развила във времето, а не с тази, която се е образувала с нея.
Наблюденията, направени с космическия телескоп Хъбъл, разкриват, че атмосферата на планетата е различна от зараждащата се среда, което означава, че най-вероятно е скалист свят, подобен на другите в системата.
"Тази атмосфера не е тази, с която се е родила", заяви Хана Уейкфорд, изследовател от Научния институт за космически телескопи в Балтимор, Мериленд, пред Space.com. Наталната атмосфера би била богата на водород, което изследователите не виждат. Вместо това „това е променено от различни процеси“, каза Уейкфорд. Атмосферната и геоложката активност биха могли да играят значителна роля в промените. [Обиколката по екзопланета: Запознайте се със 7-те планети на Земята на TRAPPIST-1]
Уейкфорд и нейните колеги използваха Хъбъл за изследване на TRAPPIST-1 g, шестата планета от звездата. Преди това тестваха атмосферите на първите пет планети, идентифицирани с буквите b до f, и откриха, че на всичките пет планети липсват масивните водородни атмосфери, които показват газови гиганти, което ги прави по-склонни да бъдат скални. Предишното им изследване не беше достатъчно точно, за да определи дали TRAPPIST-1 g носи оригиналната си атмосфера.
„G беше последният въпрос в това“, каза Уейкфорд. "Точно като братята и сестрите си, той не съдържа своята изначална атмосфера. Има създадена атмосфера."
Тя представи резултатите през януари на зимната среща на Американското астрономическо дружество в Сиатъл.
"Сол и черен пипер"
През 2016 г. астрономите на транзитните планети и малкия телескоп на планетите на чили (TRAPPIST) обявиха откриването си на три планети около неясната звезда TRAPPIST-1. В рамките на една година бяха открити още четири свята, което доведе до седем. Всички планети се намират в обитаемата зона на звездата си - регионът, в който течната вода трябва да може да остане на повърхността на планетата. Само на 40 светлинни години от Земята, TRAPPIST-1 съдържа най-много планети, за които се знае, че се намират в обитаемата зона на една-единствена звезда.
TRAPPIST-1 g е най-големият от световете, като оценките му са около 1,1 пъти по-големи от масата на Земята.
Ако планетите са газови гиганти, те биха запазили оригиналната си атмосфера, богата на водород. За разлика от тях скалните светове имат силата да променят своята атмосфера. Движението на въглерода може да играе ключова роля в развиващата се атмосфера. Топящата се мантия магма улавя въглерода под повърхността. Докато магмата се движи към повърхността, пониженото налягане позволява на въглерода да излезе в газообразна форма. На Земята капан карбонатът се отделя като въглероден диоксид, парников газ, който позволява на нашата планета да се затопли, като улавя топлина от слънцето. Минали изследвания разкриват, че светове като Марс и Луната също могат да улавят материал, богат на въглерод, както и други елементи и да ги изпускат в атмосферата в газообразна форма.
Известни още като червени джуджета, M джуджета като TRAPPIST-1 съставляват най-голямата популация на звезди в галактиката. Някои проучвания предполагат, че три от всеки четири звезди може да са М джудже. Дълготрайните звезди са по-хладни и по-мрачни от звездите, подобни на слънце, но те също са невероятно активни, изливайки планетите си в радиация, пренасяна от мощни вспышки и изригвания. [Как да разберем типове звезди освен (инфографики)]
Техните прохладни температури също могат да създадат проблеми в търсенето на живот. М джуджетата с ниска маса могат да се похвалят с облаци и дори водна пара в атмосферата си, подобно на най-големите планети. Тези молекули могат да създават фалшиви сигнали за астрономите, които се опитват да изучават атмосферите на световете в орбита.
Докато една планета преминава между своята звезда и Земята, астрономите могат да изучават светлината, която струи през нейното небе, за да отключат някои от мистериите на планетарната атмосфера. Тъй като носят водни молекули, М джуджетата могат да направят процеса по-труден; може да бъде трудно да се определи дали сигналите, предполагащи наличието на вода, идват от планетата или от звездата.
"Тъй като звездата има тези характеристики в нея, това означава измерванията, които правите, не можете да сте 100 процента сигурни, че не звездата, която измервате", каза Уейкфорд. "Трябва да можете да изключите присъствието и ефекта, който звездата оказва върху тези планети."
За да се справят с кашата, Уейкфорд и нейните колеги разработиха метод за премахване на звездното замърсяване. Първо, те извършиха задълбочено проучване на TRAPPIST-1, проучвайки как температурата на звездата се променя на различни места.
„Самата звезда е смесица от три различни типа температури“, каза Уейкфорд. Като цяло звездата е сравнително хладна, като една трета от нея е покрита на малко по-топли места от 2726 градуса по Целзий (4 940 градуса по Фаренхайт). По-малко от 3 процента от звездата е покрита с изключително горещи точки при температура 5 526 C (9 980 F).
Това е така, защото TRAPPIST-1 е покрит от звездни петна, за които Уейкфорд каза, че са по-малки и по-тъмни от тези, открити на нашето слънце.
„Разпределението на [петната] е като сол и черен пипер - просто се забелязва навсякъде и се разпределя равномерно“, каза Уейкфорд.
Изучавайки звездата като отделна планета в нейната система, преминала между нея и Земята, астрономите успяха да проучат как се променя температурата от звездата.
"Всъщност можем да използваме планетата като сонда за температурните свойства на звездата", каза Уейкфорд.
Имайки предвид тази информация, астрономите изследваха атмосферата на самата планета, уверени, че могат да отчетат молекулярните сигнали, идващи от звездата. Те бяха в състояние да изключат голямата, подпухнала водородна атмосфера около g, което би предположило, че това е газов гигант, а не скалист свят, чийто въздух е бил променен от геоложки и атмосферни процеси.
"Това наистина води до истинската земна природа на тази планета", каза Уейкфорд.
Екипът също използва своите измервания, за да изчисли радиуса на планетата в 1.124 пъти по-голям от радиуса на Земята, давайки й плътност точно под тази на нашата планета. Това е подходящо за TRAPPIST-1 g: Това е скалист свят.
С шест от планетите от пътя, астрономите се надяват да насочат вниманието си към седмия и последен обект, TRAPPIST-1 h. Те планират да изучат планетата през лятото на 2019 година.
„Ще бъде наистина вълнуващо да приложим този метод отново, не само да видим от какво е направена планетата, но и да видим как звездата се променя и засяга тази планета“, каза Уейкфорд.
Освен това процесът, който те разработиха, за да отдели замърсяването с водни пари от TRAPPIST-1, може да се приложи и за наблюдения на други М джуджета.
Изследването е публикувано в края на 2018 г. в Astronomical Journal.
